JP2004180323A - Method and system for breaking audio-visual component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オーディオ/ビジュアルに関する。より詳細には、本発明は、オーディオ/ビジュアルコンテンツストリームの接続、配布および体験のためのシステムおよび方法に関する。 The present invention relates to audio / visual. More particularly, the present invention relates to systems and methods for connecting, distributing and exploring audio / visual content streams.
今日の家庭でのオーディオ/ビジュアル(A/V)コンテンツは、種々のメーカからハードウエアおよびソフトウエアコンポーネントを過剰に必要とする。これらコンポーネントは、今日存在する、相互動作性とデバイス接続と通信とにおける種々の発達に、完全には活用してこなかった。一般のA/Vシステムのセットアップは、お互いにハードワイヤードされ、ときにはチューナ/ソーススイッチャを介した多数のデバイスから成っている。結果として、このようなシステムの機能の大部分は、一般的に、1つの部屋や家の限られた区域に提供される。例えば、適度に使用可能なA/Vコンポーネントを持った一般的な家において、子供部屋には、コンパクトディスク(CD)プレイヤ、スピーカおよびテレビジョン(TV)があるかもしれないが、そのTVはおそらく外部スピーカに接続されていない。だが一方、居間にある、TV、デジタルビデオディスク(DVD)、VCR、スピーカおよびステレオシステムは、全て互いに接続される。 Audio / visual (A / V) content in today's homes requires excessive hardware and software components from various manufacturers. These components have not fully exploited the various advances in interoperability, device connectivity and communication that exist today. A typical A / V system setup consists of a number of devices hardwired together, sometimes via a tuner / source switcher. As a result, most of the functionality of such a system is typically provided in a single room or limited area of a house. For example, in a typical home with moderately usable A / V components, a children's room may have a compact disc (CD) player, speakers and a television (TV), but the TV is probably Not connected to external speakers. However, in the living room, the TV, digital video disc (DVD), VCR, speakers and stereo system are all connected to each other.
子供部屋のコンポーネントを、単独の方法で、または居間と結合して相互接続することは可能であるかもしれないが、大抵の人は、その複雑性を訴え、コンポーネントからコンポーネントへ、すなわち家のあちこちどころか、部屋のあちこちのスピーカへ配線を張り巡らせるのに苦労するであろう。 It may be possible to interconnect the components of a children's room in a single way or in conjunction with a living room, but most people complain of their complexity and go from component to component, i.e. On the contrary, you'll have a hard time running the wires around the speakers in the room.
家でのA/Vシステムおよび接続の一般的な例を、図1に関して説明する。図示されるように、一般のホームシステムは、衛星放送用受信機ケーブルボックス102、デジタル音楽プレイヤを備えたPC104、VCR106、CD/DVDプレイヤ108、チューナまたはソーススイッチャ110、TV112、サウンドプロセッサ114、増幅器116、および左のチャンネルスピーカ118および右のチャンネルスピーカ120を含むことができる。
A general example of an A / V system and connection at home is described with respect to FIG. As shown, a typical home system includes a satellite
衛星放送用受信機102、PC104、VCR106、CD/DVD108およびTV112(集合的にソースデバイスと称する)を、全て、チューナ/ソーススイッチャ110に接続する。一般的に、各ソースデバイスを、個別に、1対のオーディオケーブルを介してチューナソーススイッチャ110に接続する。オーディオケーブルの各対によって、信号はシステムの左および右のチャンネルへ供給される。あるいはまた、等時性の相互接続である、SPDIF(Sony/Phillips Digital Interface Format)のような、デジタルポイントトゥポイント相互接続を用いても良い。次いで、このような信号を、最終的に、左のおよび右のチャンネルスピーカ118、120のうち適切な方へと導く。サウンドプロセッサ114を、チューナ110に組込むことができ、幾つかの場合には独立したデバイスに含ませることができる。どちらの場合でも、サウンドプロセッサ114は、さらに、ソースシグナルの処理を提供して、ステレオ、サラウンドサウンドおよび他のこのような音響効果を生成する。増幅器116を、また、チューナ110およびサウンドプロセッサ114と同じユニットに組込むことができる。増幅器116は、左のチャンネルスピーカ118および右のチャンネルスピーカ120の双方への信号の増幅を提供する。
The
一般的に言って、ここまで記述した機能は、個々のコンポーネントをお互いに適切に接続した場合、単に実行可能である。ユーザは、適切に接続しなければならない、多数のコネクタと多数の配線とに直面するので、問題が、発生する傾向にある。ユーザのジレンマをさらに増すのは、オーディオ/ビジュアル情報を家の中の多数の部屋へ配信する、または拡張する必要性がある。従来のステレオシステムは、分散された制御、あるいは長い距離に亘る、スピーカまたは他のコンポーネントの広範囲の配線に順応しない。この点に関して、データ通信に関する最近の技術革命のいずれかを活用するA/Vシステムを備えた主な進歩は無かった。電子A/Vコミュニケーションの問題に取り組む試みは、一般的に、制限によって妨害されており、その制限とは、現在の操作のハードワイヤードモード(current hard wired mode of operation)、および今日用いられる物理的コンポーネントに起因している。例えば、ソースコンポーネントから長い距離のところに出力コンポーネントを配置しようとするとき、A/V再生の質は減少する。これらは、用いられる物理的配線内の信号の損失によるものであり、多数接続されたデバイスを制御する簡単な方法がないことによるものである。 Generally speaking, the functions described so far can only be performed if the individual components are properly connected to each other. Problems tend to arise because users face numerous connectors and multiple wires that must be properly connected. Further increasing the user's dilemma requires the need to deliver or extend audio / visual information to multiple rooms in a house. Conventional stereo systems do not accommodate distributed control or extensive wiring of loudspeakers or other components over long distances. In this regard, there have been no major advances with A / V systems that take advantage of any of the recent technological revolutions in data communications. Attempts to address the problem of electronic A / V communication are generally hampered by limitations, which include the current hard wired mode of operation, and the physical Due to components. For example, when trying to place the output component a long distance from the source component, the quality of the A / V playback decreases. These are due to the loss of signals in the physical wiring used and due to the lack of a simple way to control a large number of connected devices.
上述した広範囲の配線に関する接続問題の幾つかについて、取らなければならない、または解決するための試みは、コンポーネント間を無線で通信する専用の方式、またはA/Vコンポーネント間を通信するための媒体として、家のAC配線を利用するよう試みる非標準方式を含んできた。これらの試みは、多くの方法でそれらの目標を満たしてこなかった。これらの欠点の幾つかは、他のデバイスからのノイズまたは干渉等の要因による低い音質を含む。他の欠点は、非標準ハードウエアアプローチによる費用と関係がある。十分に洗練された送信機および受信機を妥当なコストでホームA/Vシステムに組込んでこのような媒体を介してA/V配信を可能にするための費用は、かなり高いものとなっている。 Some of the connectivity problems associated with the widespread wiring described above must be taken or solved in a dedicated manner for wirelessly communicating between the components or as a medium for communicating between A / V components. Have included non-standard schemes that attempt to utilize home AC wiring. These attempts have not met their goals in many ways. Some of these drawbacks include poor sound quality due to factors such as noise or interference from other devices. Another disadvantage is related to the cost of the non-standard hardware approach. The cost of incorporating sufficiently sophisticated transmitters and receivers into a home A / V system at a reasonable cost to enable A / V distribution over such media has become quite high. I have.
A/Vデバイスと出力デバイスとの間の密なつながりを切離す要求から、このようなデバイス間で、低いコストで、トランスペアレントであり、およびインテリジェントなリンクを提供する通信パラダイムが必要とされる。 The need to break the tight link between A / V devices and output devices requires a communication paradigm that provides a low cost, transparent and intelligent link between such devices.
上述を考慮して、A/Vコンポーネントの分解(disaggregation)を可能にするシステムおよび方法を提供する必要がある。さらに重要なことには、このような分解を、いずれの関係するコンポーネントの位置、およびいずれの基礎通信プロトコルに影響されない、方法論に基づかせることである。さらに、このようなA/Vコンポーネントの設置および利用について、柔軟な体系と満足なユーザ体験とをも、提供するシステムおよび方法に対するニーズがある。さらに、A/Vコンポーネントの場所および物理的な近接さの制限に対処するシステムに対するニーズもある。 In view of the above, there is a need to provide systems and methods that allow for disaggregation of A / V components. More importantly, such decomposition is based on a methodology that is independent of the location of any relevant components and any underlying communication protocols. Further, there is a need for systems and methods that also provide a flexible system and a satisfactory user experience for the installation and use of such A / V components. Further, there is a need for a system that addresses the limitations of A / V component location and physical proximity.
本発明は、A/Vコンポーネントの接続およびA/Vコンテンツストリーム情報の通信のための方法およびシステムを指向する。 The present invention is directed to a method and system for connecting A / V components and communicating A / V content stream information.
一の形態では、本発明は、ネットワークを介して1または2以上の出力デバイスへ伝送するために実装された、ソースデバイスからのA/Vストリームを指向する。 In one aspect, the invention is directed to an A / V stream from a source device implemented for transmission over a network to one or more output devices.
他の形態では、本発明は、IPネットワークプロトコルの使用を指向する。 In another aspect, the invention is directed to the use of an IP network protocol.
さらに他の形態では、本発明は、A/VシステムをサポートしたネットワークへのレガシA/Vシステムの統合を可能にするデバイスを指向する。 In yet another aspect, the present invention is directed to a device that enables integration of a legacy A / V system into a network supporting the A / V system.
さらに他の形態では、本発明は、多数の出力デバイス上でのA/Vストリーム情報のレンダリングと再生とを同期させることを指向する。 In yet another aspect, the invention is directed to synchronizing the rendering and playback of A / V stream information on multiple output devices.
さらに他の形態では、本発明は、ネットワーク化されたA/Vデバイス間の厳密な時間(tight time)同期を確立するためのシステムおよび方法を指向する。 In yet another aspect, the present invention is directed to a system and method for establishing tight time synchronization between networked A / V devices.
本発明は、IPネットワークを介して1または2以上の出力デバイスへ伝送するために実装されたソースデバイスからのA/Vストリームに備える。ブリックデバイス(brick device)は、A/VシステムをサポートしたネットワークへのレガシA/Vシステムの統合を可能にする。ブリックデバイスは、アナログ信号とIPプロトコル変換とを提供するように作動し、受信されたA/Vストリームデータパケットの同期と共に作動する。多数の出力デバイス上でA/Vストリームコンテンツのレンダリングと再生とを同期させて、ひずみおよび他のネットワークの特異性(idiosyncrasy)を克服し、ユーザの体験が満足いくものになるよう促進する。 The present invention provides for an A / V stream from a source device implemented for transmission over an IP network to one or more output devices. Brick devices enable integration of legacy A / V systems into networks supporting A / V systems. The brick device operates to provide analog signals and IP protocol conversion, and operates with synchronization of received A / V stream data packets. Synchronize the rendering and playback of A / V stream content on multiple output devices to overcome distortions and other network idiosyncrasies, and to promote a satisfactory user experience.
本発明のさらなる形態は、それに付随する利点および新規な特徴と共に、部分的には以下の説明に記載され、および部分的には以下を精査することで当業者に明らかになり、または本発明の実施から学びとることができる。本発明の目的および利点は、添付の特許請求の範囲で特に指摘した手段および組合せによって実現され、達成されることができる。 Additional aspects of the invention, along with the advantages and novel features associated therewith, are set forth in part in the description which follows, and in part will become apparent to those skilled in the art upon a review of the following, or You can learn from implementation. The objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instruments and combinations particularly pointed out in the appended claims.
本発明を、添付した図面を参照して以下に詳細に説明する。
本発明は、A/Vコンポーネントを分解し、特定の場所の至る所で、または地理的に分散された区域において、このようなコンポーネントの遠隔の配置を可能にするためのシステムおよび方法を指向する。本発明は、コンポーネント間の実際の媒体に影響を受けない、ネットワーク通信プロトコルを用いることによって、ソースと行き先であるA/Vコンポーネントとの間の通信を提供する。
The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
The present invention is directed to systems and methods for disassembling A / V components and enabling remote placement of such components throughout a particular location or in a geographically dispersed area. . The present invention provides communication between a source and a destination A / V component by using a network communication protocol that is not affected by the actual medium between the components.
一の実施形態では、種々のA/Vコンポーネントを、IEEE802.11、10Base−TおよびHPNA等の、種々のインターネットプロトコル(IP)ネットワークを介して接続する。種々の接続を例示する例示的ネットワーク200を図2に示す。このようなIPネットワークを用いると、分解されたA/Vストリーム配信を提供することができるが、IPネットワークへの固有の他の問題によって、コンテンツ配信における同期の問題がもたらされる。このような同期の問題を、伝送遅延に関する問題と共に、本発明によって対処する。本発明は、さらに、「ブリック」の使用を通じて、IPストリーム配信システム中のレガシA/Vコンポーネントの統合および使用に備える。本明細書で用いる「ブリック」とは、本質的にハードウエアおよびソフトウエアコンポーネントのグループであり、それらハードウエアおよびソフトウエアコンポーネントによって、IPネットワークとA/Vコンポーネントまたはシステムの従来のアナログ回路との間のやり取りが提供される。ブリックについてのより詳細な説明は、図3を参照して後に行う。例示のために、種々のタイプのブリックに対して参照がなされているが、これは単に、図の説明を助けるため、およびコンポーネントのあり得る差異を示すためである。しかしながら、議論されたタイプに関係なく、ブリックは、概念的に、半分はIPであり、半分はA/V媒体である。
In one embodiment, the various A / V components are connected via various Internet Protocol (IP) networks, such as IEEE 802.11, 10Base-T and HPNA. An
図2に戻ると、例示的ネットワーク200が示されている。ネットワーク200では、多数のA/Vコンポーネントが相互接続されている。より詳細には、デジタルビデオディスク(DVD)プレイヤ202、チューナ204、コンパクトディスク(CD)プレイヤ206およびパーソナルコンピュータ(PC)208を、それぞれソースデバイスと見なし、種々のインタフェースを介してIP通信クラウド220に接続する。スピーカ(左チャンネルスピーカ232および右チャンネルスピーカ236)およびディスプレイ240等の受信デバイスを、また、通信クラウド220に接続する。本発明は、図2に示される特定のソースまたは受信デバイスに制限されるものではない。さらに、タイムマスターデバイス(time master device)228は、ネットワークの同期を容易にし、また、通信クラウド220に接続される。示されるアクセスポイントデバイス218は、多数の無線ネットワークデバイスのうちの任意の1つについてのインタフェースを提供する。上述で示唆したように、ネットワーク200は、ワイドエリアネットワーク(WAN)およびインターネットを含むことができる。ブロック226を、インターネットの通信クラウド220への接続を例示するために示す。通信クラウド220は、さらに、DSLモデム224、10/100スイッチ222、ルータおよび他のこのような通信接続デバイス等の、幾つかの相互接続されたコンポーネントを含んでもよい。
Returning to FIG. 2, an
当業者によって理解されるように、上述したA/Vデバイスおよびコンポーネントの各々は、ネットワーククラウド220に接続可能なインタフェースを必要とする。制限ではなく例示のために、幾つかのコンポーネントを、IPネットワーク接続の特定のタイプを有するものとして、示し説明する。IPインタフェースまたは接続のタイプは、本発明のシステムおよび方法に透過性であることを理解するべきである。さらに、通信クラウド220へのインタフェースは別個のコンポーネントとして示されているが、本発明は、それらコンポーネントのうちの幾つかまたは全てを、A/Vデバイスへ直接一体化できることも期待する。A/Vデバイスへ一体化されると、別個のブリックインタフェースは、必要なくなる。しかし、レガシA/Vソースおよび受信デバイスを収容するためには、ブリックを提供しなければならない。
As will be appreciated by those skilled in the art, each of the A / V devices and components described above requires an interface that can connect to the
本例示では、DVDプレイヤ202を、第1型ブリック210を介して接続するように示す。第1型ブリック210は、MPEGコンバータを含み、DVDプレイヤ202からの情報のビデオ部分を処理する。DVDプレイヤ202からの信号のアナログ部分を処理するためのアナログ−デジタルコンバータ(ADC)をも、第1型ブリック210内に示す。第1型ブリック210の他のコンポーネントは、ネットワークインタフェースである。ネットワークへの接続性を、特定のネットワークインタフェースカード(NIC)または他の集積回路を通じて提供することができる。例示されたDVDプレイヤ202の場合、802.11NICを利用して、通信クラウド220への無線の接続性を提供する。無線の接続性を、802.11アクセスポイント218を介して完結させる。このように、第1型ブリック210によって、多数のIP互換性のA/V受信デバイスのうちのいずれかでレンダリングするために、ソースDVDプレイヤ202からIPネットワーク200上へのA/Vコンテンツの流れを可能とする。
In this example, the
DVDプレイヤ202に幾分類似した方法において、チューナ/増幅器204を、また、IPネットワーク200の通信クラウド220に接続する。チューナ/増幅器204を、第2型ブリック212を介して接続する。第2型ブリック212は、アナログ−デジタルコンバータ(ADC)を含み、チューナ/増幅器204からの信号のアナログオーディオ部分を処理する。第2型ブリック212は、また、ソース情報をIPネットワーク200上に配置するために、ネットワークインタフェースを含む。この場合にも、接続性を、802.11NICによって提供する。
In a manner somewhat similar to
CDプレイヤ206もまた、通信クラウド220に接続する。CDプレイヤ206を、第3型ブリック214を介して接続する。第3型ブリック214は、アナログ−デジタルコンバータ(ADC)を含み、CDプレイヤ206からの信号のアナログ部分を処理する。第3型ブリック214は、10Base−TNICを通じてネットワーク接続性を提供し、その10Base−TNICを、通信クラウド220の10/100スイッチ222へ直接配線する。
The
図示されるように、PC208もまた、多数の適切なネットワークインタフェースカード216のうちのいずれかの1つを介して通信クラウド220に接続することができる。この場合、NIC216を、PC208内に組込み、10/100スイッチ222へ配線する。
As shown, the
任意のソースA/Vデバイス202〜208からの信号を全て、最終的に、1または2以上の受信デバイスによって消費する。受信デバイスは、エンドユーザの聞く/見る楽しみのための信号をレンダリングないし提供する。幾つかのA/Vストリームのための例示的受信デバイスを、スピーカ232、236およびディスプレイ240として例示する。左のチャンネルスピーカ232は、第4型ブリック230を介して通信クラウド220に接続され、通信クラウド220から情報を受信する。右のチャンネルスピーカ236は、また、第4型ブリック234を介して通信クラウド220に接続され、通信クラウド220から情報を受信する。第4型ブリック230、234は、10Base−TNICおよびデジタル−アナログコンバータ(DAC)等の、ネットワークインタフェースを含む。要するに、第4型ブリック230、234は、IPストリーム情報を受信しアナログ信号へと変換し、それら情報を、スピーカ232、236によってレンダリングすることができる。ビデオディスプレイ240は、グラフィックのイメージを表すことができ、そのイメージを、第5型ブリック238を介して通信クラウド220から受信する。第5型ブリック238は、NICおよびビデオ信号を伸長するためのMPEGデコーダを含む。
All signals from any of the source A / V devices 202-208 are ultimately consumed by one or more receiving devices. The receiving device renders or provides a signal for the end user's listening / viewing enjoyment. Exemplary receiving devices for some A / V streams are illustrated as
上述の各ブリックの説明を、分かりやすくするために大いに簡素化したことは、当業者によって理解されよう。ブリック、特に第5型ブリックのより詳細な説明は、図3を参照して行う。他のブリックの種類は、本発明の範囲内であり、各々は、ブリックが接続された特定のA/Vデバイスに適している類似のおよび適切なコンポーネントを含むことも、また、理解されよう。 It will be appreciated by those skilled in the art that the description of each brick described above has been greatly simplified for clarity. A more detailed description of bricks, especially type 5 bricks, is provided with reference to FIG. It will also be appreciated that other brick types are within the scope of the invention, each including similar and suitable components suitable for the particular A / V device to which the brick is connected.
図3において、第5型ブリックが示され、ブリック300として、一般的に、参照される。ブリック300は、スタンドアローンのコンポーネントとすることができ、主に過渡的なデバイスとして意図され、それによって、ユーザは、さらに投資を最小限にできる一方で、本発明の利点を享受することができる。言い換えれば、ブリック300によって、ユーザは、標準のA/VデバイスをIPネットワーク200に接続することができる。これを、物理的におよび論理的にブリッジする接続を提供することによって達成し、それらの接続によって、ユーザは、IP配信ネットワークで既存のA/Vシステムを利用することができる。本発明の他の実施形態において、ブリック300の機能またはそのコンポーネントを、個別のA/Vコンポーネントへ組込みおよび一体化する。これによって、別個のブリック300コンポーネントに対する必要性を取り除く。いずれかの場合にも、ブリック300は、IPネットワークに依存した半分およびA/V媒体の半分を含む。A/V媒体の半分は、ブリックをソースまたは受信デバイスとして意図するか否かに依存して変わる。ソースデバイスの例は、チューナ、マイクロフォンおよびDVDプレイヤを含み、一方、受信デバイスは、スピーカおよびディスプレイを含む。
In FIG. 3, a fifth type brick is shown and is generally referred to as
一般に、ブリック300は、ネットワーク通信コンポーネント、すなわちネットワークインタフェースカード(NIC)304、電源ユニット302、マイクロプロセッサコンポーネント306、DACコンポーネント308および増幅器310を含む。スタンドアローンのブリック300の場合には、ブリック内の各コンポーネントに対して電力が必要である。この電力を、電源ユニット302によって供給する。上述したように、NIC304は、IPネットワークへのインタフェースを供給する。マイクロプロセッサコンポーネント306は、クロッキングコンポーネントおよびIPスタックインタフェースを含む。マイクロプロセッサコンポーネント306は、本明細書で一般的に説明された機能に対して必要である同期および他のプロセスを行う。ブリックが受信タイプのA/Vデバイス用である場合、DACコンポーネント308は理想的に存在し、一方、ブリックがソースA/Vデバイス用である場合、ADCコンポーネントを通常見出すであろう。いずれのコンバータコンポーネントも、クロッキング機構を一体化して、信号のタイミングと同期とを供給する。増幅器コンポーネント310は、受信A/Vシステムを駆動するのに必要とされるアナログ処理を提供する。
Generally,
本発明の環境を簡潔に記述してきたが、以下の記述は、本発明の幾つかの他の形態、すなわち、本発明を利用するA/Vシステムの操作を指向する形態に焦点を合わせる。一般的な前提として、IPネットワークは、情報のタイムリーな配信を保証しない。最善のパケット配信はそれが期待されうることである。言い換えれば、データのパケットは、それがそこへ着くとすれば、それがそこへ着くときに、そこへ着くであろう。IPネットワークのこのような不確実性は、遅延、待ち時間、ジッタおよび他の固有のネットワーク特性に起因している。しかし、本発明は、ソリューションを提供し、そのソリューションによって、一般のIPネットワークのこのような妨げ(setback)にも関らず、A/Vストリームを同期された方法で送信し受信することができる。特に、本発明は、A/Vストリーム情報の伝送とレンダリングとのために、“厳密な時間”(tight time)の同期の概念を提供する。 Having briefly described the environment of the present invention, the following description focuses on some other aspects of the present invention, namely those directed to the operation of an A / V system utilizing the present invention. As a general premise, IP networks do not guarantee timely delivery of information. The best packet delivery is what it can be expected. In other words, the packet of data will get there when it gets there, if it gets there. Such uncertainties in IP networks are due to delay, latency, jitter and other inherent network characteristics. However, the present invention provides a solution by which the A / V stream can be transmitted and received in a synchronized manner despite such setbacks of common IP networks. . In particular, the present invention provides the concept of "time time" synchronization for A / V stream information transmission and rendering.
A/V伝送と再生との同期を、ソースおよび受信デバイス間で時間同期を確立することによって達成する。時間同期を、ネットワーク上でタイムマスター(time master)を選ぶことによって達成する。ブリックおよび対応したIPA/Vデバイスは全て、それらのクロックをタイムマスターに同期させる。操作で、ソースデバイスから生じる、A/Vデータパケットは、タイムスタンプ(t)を含む。タイムスタンプ(t)を、タイムマスターデバイス228から獲得する。遅延指示(d)を、また、伝送データパケット内に含ませる。組み合わせでは、データパケットのこれら時間に関連したコンポーネントにより、いつ情報をレンダリングするかについて受信デバイスに指示する。本質的に、各受信デバイスは、特定の期間(t+d)まで、関連したパケットをレンダリングすることを待つ。このように、受信デバイスは全て、受信された情報パケットを(t+d)に合わせて同時に上演し、それは、いつその情報を、実際にソースからデバイスで受信したかに依らない。例えば、2つの受信デバイス、recvAおよびrecvBがあると想定する。さらに、データパケットは、x秒かけてデバイスrecvAに達し、y秒かけてデバイスrecvBに達すると想定する。xおよびy秒が特定のパケット遅延指示dより小さい限り、recvAおよびrecvBは、いつそれらパケットを受信したかに依らずに、時間(t+d)において同期してパケットを再生/レンダリングする。
Synchronization between A / V transmission and playback is achieved by establishing time synchronization between source and receiving devices. Time synchronization is achieved by choosing a time master on the network. Brick and corresponding IPA / V devices all synchronize their clocks to the time master. In operation, an A / V data packet originating from a source device includes a time stamp (t). The time stamp (t) is obtained from the
厳密な時間の概念は、IPネットワークでのオーディオおよびビデオ情報の人間の知覚の同期を提供する。オーディオからビデオへの同期を、一般に、リップシンクと言われている。音の速さは、おおよそ1ミリ秒あたり0.3メートル(1フィート)であり、光の速さは、おおよそ1ナノ秒あたり0.3メートル(1フィート)であることは、周知である。このように、人間によって感知される視覚情報は、同時に発生されたあらゆる付随する音よりも非常に早く脳に達する。当技術分野内の種々の実験および研究を通して、音の視覚への遅延に対する感知閾値については、負の8ミリ秒(8mSec)から正の20または30ミリ秒(+20/30mSec)の範囲であることが決定され、一般に受け入れられてきた。言い換えれば、視覚的に感知されたイベントとそれに付随する音との間の遅延は、それが気づかれないようにするためには、上述した範囲内になければならない。より詳細には、A/Vストリームを扱うときは、音が、ビデオよりも8ミリ秒前に着く、またはビデオより20ミリ秒後に着く場合、その音は、人間のリスナへは目立ってばらばらになることはないであろう。 The strict time concept provides synchronization of human perception of audio and video information over IP networks. Synchronization from audio to video is commonly referred to as lip sync. It is well known that the speed of sound is approximately 0.3 meters (one foot) per millisecond and the speed of light is approximately 0.3 meters (one foot) per nanosecond. In this way, visual information perceived by humans reaches the brain much faster than any accompanying sounds that are generated simultaneously. Through various experiments and studies within the art, the perception threshold for sound to visual delay ranges from negative 8 milliseconds (8 mSec) to positive 20 or 30 milliseconds (+20/30 mSec). It has been decided and generally accepted. In other words, the delay between the visually perceived event and its accompanying sound must be in the range described above in order for it to go unnoticed. More specifically, when dealing with an A / V stream, if the sound arrives 8 ms before the video or 20 ms after the video, the sound will be noticeably disjointed to human listeners. Will not be.
オーディオ情報を、2つまたは3つ以上のスピーカへ導くと、リスナに顕著なひずみがないことを保証するために、それら信号のより厳密な位相合わせを必要とする。もっとも単純なひずみはエコーであるが、より微妙なひずみが信号キャンセレーションに起因して生じる。品質の高いステレオイメージを維持するための(または大多数のチャンネルのための)厳密なタイミングは、学術文献に明らかには記載されていないが、数十マイクロ秒の時間精度は、明らかに識別可能である。幾つかの映画スタジオは、精度が、関係する最も高い周波数の1/4波長でなければならないという経験法則を用いる。従って、20KHz信号は、12.5マイクロ秒の時間の精度を必要とする。本発明は、信号をネットワークを介して受信デバイスへ送信するときに、潜在的に生じるこのようなひずみに取り組み最小化するための技術を具体化する。その技術は、全ての受信デバイスによる同期された信号再生の概念に基づく。 Directing audio information to two or more loudspeakers requires tighter phasing of the signals to ensure that there is no noticeable distortion in the listener. The simplest distortion is an echo, but more subtle distortions result from signal cancellation. The exact timing for maintaining a high quality stereo image (or for the majority of channels) is not explicitly stated in the scientific literature, but a time accuracy of tens of microseconds is clearly identifiable It is. Some movie studios use an empirical rule that accuracy must be 1 / wavelength of the highest frequency of interest. Thus, a 20 KHz signal requires a time accuracy of 12.5 microseconds. The present invention embodies a technique for addressing and minimizing such potential distortions when transmitting a signal over a network to a receiving device. The technique is based on the concept of synchronized signal recovery by all receiving devices.
上述のような、一般の経験法則は、12マイクロ秒(12μsec)への同期によって、リスナにスタジオのような品質の体験を提供すべきであるということである。オーディオからビデオへの同期のみが必要である場合、その同期はあまり重要なものではない。本発明のソースおよび受信デバイスは全て、それらのクロックを同期させて、単一の参照点を提供する。同期を、単一のタイムマスターデバイス228を参照することによって達成する。しかしながら、これらのデバイスのクロックの同期の精度は、どのように各デバイスをタイムマスターデバイスへ接続するか、例えば有線か無線接続するかに依存することを留意するべきである。受信デバイスがネットワークに接続される媒体の伝播遅延の分散(propagation delay variance)は、タイムマスターデバイス228から受信された時間の同期の精度に影響を与える。しかしながら、全ての受信デバイスが同期している限り、集合的な受信デバイスがソースデバイスに対してどのくらい同期から外れているかは重要ではない。言い換えれば、受信デバイス間の厳密な時間の同期によって、同期された再生およびレンダリングが可能であり、従って、ユーザは聴く楽しみを高められる。本発明のこのような機能は、厳密な時間の同期を設けることである。
A general rule of thumb, as described above, is that synchronization to 12 microseconds (12 μsec) should provide listeners with a studio-like quality experience. If only audio-to-video synchronization is needed, that synchronization is less important. The source and receiving devices of the present invention all synchronize their clocks to provide a single reference point. Synchronization is achieved by referencing a single
本発明の“厳密な時間”の概念を導入して、A/Vストリームの同期のための厳密な時間を実施することを、図4および図5を参照して説明する。図4において、SPDIF(Sony Philips Digital Interchange Format)情報を処理するための従来のフェーズロックループ(PLL)を例示する。図示されたように、ソースDVD402は、SPDIFの信号を提供し、その信号を、スピーカコーン408を通じて再生する前に、PLL406によってサンプリングし、DAC404によって受信する。この配置は、DVD402等のソースデバイスの内部クロックとDAC等の一般の中間デバイスとの間の不整合性に対処するのに一般に利用されている。例えば、DVD402を44.1kHzの周波数で動作させ、DAC404もまた44.1kHzで動作させることができるが、電子コンポーネントの性質により、それら2つの周波数は正確に同じにならないという事実がある。それら2つの周波数は、小数の端数を切り捨てているかもしれない。言い換えれば、DVD402は、実際は44.0877kHzであるかもしれないし、およびDAC404は、44.0944kHzであるかもしれない。このように、延長された期間にわたって、およびときどき、DAC404において、バッファのアンダーフローまたはオーバーフローの状態が存在する。言い換えれば、2つのコンポーネントのうちどちらがより速いかに依存して、DAC404は、空のバッファで終わることができ、信号がスピーカに届かない。あるいはまた、DVD402は、新しい情報をいれるための空きがDACのバッファにないかもしれない。PLL406は、この不一致の修正を可能にする。その修正により、デバイスとこのような同期との間の位相は同じになる。PLL406は、DVD402からの入来信号に従い、そして、DAC404のバッファからの情報の流れをスピードアップまたはスローダウンすることによってDAC404を調節する。
The introduction of the "exact time" concept of the present invention to implement exact time for A / V stream synchronization will be described with reference to FIGS. FIG. 4 illustrates a conventional phase locked loop (PLL) for processing SPDIF (Sony Philips Digital Interchange Format) information. As shown,
本発明では、図2に示されるようなネットワーク200上に接続されたソースおよび受信デバイスを、別異に同期させる。図5は、本発明内の配置を例示し、その配置とは、図2のソースDVDプレイヤ202とスピーカ232との間の同期を提供するためのものである。図5に示されるように、ソースDVD202は、信号をソースブリック210へ提供し、そのブリック210により、ネットワーク通信クラウド220上にその情報を配置する。受信ブリック230は、ネットワーク通信クラウド220から情報を受信し、スピーカコーン232を通じて再生することができる。この配置では、同期は、DAC512へのクロック510の接続を通して達成され、それにより、A/Vストリーム情報のレンダリングを制御するために、ブリック230へのフィードバックを提供する。
In the present invention, the source and receiving devices connected on the
A/V情報ストリームは、DVD202で発生し、ブリック210によってIPプロトコルに適切に変換され、ネットワーク通信クラウド220に接続された、幾つかの受信デバイスのうちの1つへ伝送される。IPネットワーク上の伝送は、非同一同期(non−isosynchronous)である。言い換えれば、IPネットワークは、変動する時間を基にしてデータパケットを伝送する。このように、あて先に対して意図されたパケットが、確実に、固定された時間間隔で到着することは期待できず、または一定の時間長に対して一時滞在とすることはできない。従って、A/Vストリーム情報のいかなる同期も、フレキシブルでおよび可変でなければならない。従って、固定の時間遅延のみを利用する単純化されたソリューションは、A/Vストリームのレンダリングに必要とされる、所要の連続的および持続可能な高度の同期を達成しないであろう。このように、クロック510をDAC512へ結合して、IPネットワークのパケット配信に応答して、クロック510がスピードアップまたはスローダウンするのに応じて、DAC512による音のレンダリングは、スピードアップおよびスローダウンする。しかしながら、PLL406が入来する同一同期(isosynchronous)情報に従うことができる、図4で例示された状況と異なり、IPネットワークで扱うときには、そのオプションは利用できない。言い換えれば、PLLをIPネットワークの非同一同期ストリームに結びつけることは可能ではない。PLLは、同一同期環境でのみ作動することができる。
The A / V information stream originates on the
図5に戻ると、ネットワーク通信クラウド220からのストリームへ直接結びつけることはありえないので、本発明は、A/VIPストリーム中に埋め込まれた、上述した時間同期の情報と共に、独立したクロック510の時間機構を利用する。そして、この組み合わされた情報を用いて、A/Vストリームのレンダリングをスピードアップおよびスローダウンさせる。非同一同期ネットワークを同期ネットワークへ変換するための共通の時間の使用に関するより詳細な説明を、米国特許出願第09/836,834号中に見出すことができ、ここでそれを参照することにより本明細書の一部とする。
Returning to FIG. 5, the present invention provides a time mechanism for an
多数のソースおよび受信デバイスへ適用すると、A/Vデータの同期は、同時に受信出力デバイスに帰着する。ユーザは、ユーザの聞く楽しみについての許容できる基準および品質を維持しながら、任意に、ネットワークを介してA/Vデバイスに接続することができ、それらのデバイス間でA/Vコンテンツを配布することができる。固有のネットワーク切替能力を用いると、図1のA/Vスイッチ110を、完全に削除することができる。A/Vコンテンツストリームを、多数の受信デバイスでの出力のために仲介し、同期させる。ネットワーク配信に起因してリスナへのひずみを引き起こす問題、およびIPネットワークの特異性を、本発明のシステムおよび方法によって克服する。
When applied to multiple sources and receiving devices, synchronization of A / V data results in a simultaneous receiving output device. Users can optionally connect to A / V devices over a network and distribute A / V content between those devices while maintaining acceptable standards and quality of user listening enjoyment Can be. Using the inherent network switching capability, the A /
当業者によって理解されるように、パーソナルコンピュータまたは他のコンピューティングデバイスを、上述の機能を実行するように構成しても良い。特に、パーソナルコンピュータの動作環境を利用して、図2のタイムマスター228、図3のブリック300を実施しても良く、または図2の例示的ネットワーク200に例示した個別のまたは組み合わせのデバイスのうちのいずれかの機能を提供することができる。
As will be appreciated by those skilled in the art, a personal computer or other computing device may be configured to perform the functions described above. In particular, the operating environment of a personal computer may be utilized to implement the
これらの機能を、また、任意の1または2以上のコンピューティングデバイス上で、種々の組み合わせおよび構成で実行することができ、ならびにこのような変形は、本発明の範囲内で考えられる。 These functions can also be performed on any one or more computing devices in various combinations and configurations, and such variations are contemplated within the scope of the invention.
本発明は、IPプロトコルを用いて、ネットワークを介して多数のデバイスへA/V情報を伝送し、ネットワークへのレガシA/Vデバイスの接続を可能とし、およびA/Vコンテンツをひずませること無く、出力デバイスにおいて厳密な時間でのレンダリングおよび同期を提供する事に関する多数の利点と目的とを提供する。 The present invention uses the IP protocol to transmit A / V information to a large number of devices over a network, enables connection of legacy A / V devices to the network, and without distorting A / V content. Provides a number of advantages and objectives for providing precise time rendering and synchronization at the output device.
本発明を、特定の実施形態に関して説明してきたが、それら実施形態は、全ての点で制限ではなく例示となるように意図している。代替の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者に明らかになるであろう。 Although the invention has been described with respect to particular embodiments, those embodiments are intended in all respects to be illustrative rather than restrictive. Alternative embodiments will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
以上から、本発明は、本発明のシステムおよび方法に対して明白でありおよび固有である他の利点と共に、上述された全ての目的を達成するために良く適応されたものであることは理解されるであろう。ある特徴およびサブコンビネーションは、有用であり、ならびに他の特徴およびサブコンビネーションへの言及なしで使用しても良いことが理解されよう。これは、特許請求の範囲内で考えられる。 From the foregoing, it will be appreciated that the present invention, along with other advantages which are obvious and inherent with respect to the system and method of the present invention, are well-adapted to achieve all the objects set forth above. Will be. It will be appreciated that certain features and sub-combinations are useful and may be used without reference to other features and sub-combinations. This is considered within the scope of the claims.
102 衛星放送用受信機ケーブルボックス
104 MP3を備えたPC
106 VCR
108 CD/DVDプレイヤ
110 チューナAM/FMソーススイッチャ
112 テレビジョン
114 サウンドプロセッサ
116 増幅器
118、232 左のチャンネルスピーカ
120、236 右のチャンネルスピーカ
202、402 DVDプレイヤ
204 チューナ/AMP
206 CDプレイヤ
208 パーソナルコンピュータ
210 第1型ブリック
212 第2型ブリック
214 第3型ブリック
216、 NIC
218 802.11アクセスポイント
220 IP通信クラウド
222 10/100スイッチ
224 DSLモデム
226 WAN/インターネット
228 タイムマスターシステム
230、234 第4型ブリック
238 第5型ブリック
240 ディスプレイ
302 電源
306 プロセッサ−IP−スタック
308 DAC
310 増幅器
404 デコーダ/DAC
406 PLL
408 スピーカコーン
510 クロック
512 DAC
102 Cable box for
106 VCR
108 CD /
206
218 802.11
310
406 PLL
408
Claims (17)
ネットワークを介しての通信のための1または2以上のデータパケットとして、ソースデバイスからオーディオ−ビジュアルストリームを提供し、
前記ネットワークを介して、前記1または2以上のデータパケットを送信し、
前記データパケットを受信し、および前記オーディオ−ビジュアルストリームをその受信したデータパケットから得、および
同期された形態で、前記オーディオ−ビジュアルストリームを多数の出力デバイスでレンダリングすること
を備えることを特徴とする方法。 A method for disassembling an audio-visual system, comprising:
Providing an audio-visual stream from the source device as one or more data packets for communication over the network;
Transmitting the one or more data packets over the network;
Receiving the data packet and obtaining the audio-visual stream from the received data packet, and rendering the audio-visual stream in a synchronized manner on a number of output devices. Method.
第1および第2のブリックと、
オーディオ−ビジュアルソースデバイスと、
1または2以上のオーディオ−ビジュアル出力デバイスとを備え、
前記オーディオ−ビジュアルソースデバイスによりオーディオ−ビデオストリームを発生し、および前記オーディオビジュアルソースデバイスを前記第1のブリックを介してネットワークに結合し、
前記1または2以上の出力デバイスを、前記第2のブリックを介して前記ネットワークに接続し、前記オーディオ−ビデオソースデバイスからの前記オーディオ−ビデオストリームを受信しおよびレンダリングし、前記第1および第2のブリックにより、ネットワークインタフェースコンポーネントおよびアナログオーディオ−ビジュアルコンポーネントを通じて、プロトコル変換を提供することを特徴とするシステム。 A system for disassembling an audio-visual system, comprising:
First and second bricks;
An audio-visual source device;
One or more audio-visual output devices;
Generating an audio-video stream by the audio-visual source device; and coupling the audio-visual source device to a network via the first brick;
Connecting the one or more output devices to the network via the second brick, receiving and rendering the audio-video stream from the audio-video source device, the first and second output devices; Providing protocol conversion through a network interface component and an analog audio-visual component.
ブリックと、
1または2以上のオーディオ−ビジュアル出力デバイスとを備え、
前記1または2以上の出力デバイスを、前記ブリックを介してネットワークに接続し、オーディオ−ビデオソースデバイスからのオーディオ−ビデオストリームを受信しおよびレンダリングし、前記ブリックにより、ネットワークインタフェースコンポーネントおよびアナログオーディオ−ビジュアルコンポーネントを通じて、プロトコル変換を提供することを特徴とするシステム。 A system for disassembling an audio-visual system, comprising:
Brick and
One or more audio-visual output devices;
Connecting the one or more output devices to a network via the brick, receiving and rendering an audio-video stream from an audio-video source device, wherein the brick provides a network interface component and an analog audio-visual A system for providing protocol conversion through components.
配信ネットワーク上でタイムマスターを識別し、
前記タイムマスターから得られた情報に対応する、少なくとも1つのタイムコンポーネントをソースデバイスおよび前記1または2以上の出力デバイスへ提供し、および
前記1または2以上の出力デバイス上で前記タイムコンポーネントを用いて、前記オーディオ−ビジュアルストリームを同期してレンダリングする共通の時間を確立すること
を備えることを特徴とする方法。 A method for synchronizing rendering of an audio-visual stream from a source device on one or more output devices in a computing environment, the method comprising:
Identify the time master on the distribution network,
Providing at least one time component corresponding to information obtained from the time master to a source device and the one or more output devices, and using the time component on the one or more output devices Establishing a common time to render the audio-visual stream synchronously.
配信ネットワーク上でタイムマスターを識別し、
前記タイムマスターから得られた情報に対応する、少なくとも1つのタイムコンポーネントをソースデバイスおよび前記1または2以上の出力デバイスへ提供し、および
前記1または2以上の出力デバイス上で前記タイムコンポーネントを用いて、前記オーディオ−ビジュアルストリームを同期してレンダリングする共通の時間を確立すること
を備えることを特徴とするコンピュータシステム。 A computer system having a processor, a memory, and an operating environment, wherein the computer system performs, on one or more output devices, a method for synchronizing rendering of an audio-visual stream from a source device. Operable, the method comprising:
Identify the time master on the distribution network,
Providing at least one time component corresponding to information obtained from the time master to a source device and the one or more output devices, and using the time component on the one or more output devices Establishing a common time to render the audio-visual stream synchronously.
ネットワークを介しての通信のための1または2以上のデータパケットとして、ソースデバイスからオーディオ−ビジュアルストリームを提供し、
前記ネットワークを介して、前記1または2以上のデータパケットを送信し、
前記データパケットを受信し、および前記オーディオ−ビジュアルストリームをその受信したデータパケットから得、および
出力デバイス間の時間同期の方法を用いて、前記オーディオ−ビジュアルストリームを多数の出力デバイスでレンダリングすること
を備えることを特徴とするコンピュータ可読媒体。 A computer-readable medium having computer-executable instructions for performing a method for disassembling an audio-visual system, the method comprising:
Providing an audio-visual stream from the source device as one or more data packets for communication over the network;
Transmitting the one or more data packets over the network;
Receiving the data packets and obtaining the audio-visual stream from the received data packets, and rendering the audio-visual stream on multiple output devices using a method of time synchronization between output devices. A computer readable medium comprising:
ネットワークを介しての通信のための1または2以上のデータパケットとして、ソースデバイスからオーディオ−ビジュアルストリームを提供し、
前記ネットワークを介して、前記1または2以上のデータパケットを送信し、
前記データパケットを受信し、および前記オーディオ−ビジュアルストリームをその受信したデータパケットから得、および
出力デバイス間の時間同期の方法を用いて、前記オーディオ−ビジュアルストリームを多数の出力デバイスでレンダリングすること
を備えることを特徴とするコンピュータプログラム。
A computer program having computer-executable instructions for performing a method for disassembling an audio-visual system, the method comprising:
Providing an audio-visual stream from the source device as one or more data packets for communication over the network;
Transmitting the one or more data packets over the network;
Receiving the data packets and obtaining the audio-visual stream from the received data packets, and rendering the audio-visual stream on multiple output devices using a method of time synchronization between output devices. A computer program characterized by comprising:
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